, ,1 Изобретение относитс к приборо.строению и электро-радиоизмеренида и может использоватьс дпй точного определени разнс/сти аз двух переменных напр жений. Известен способ измедзени сдвига фаз между двум напр жени ми путем предварительного понижени их частоты с помощью двух ключевых детекторов и общего вспомогательног гетеродина. В одном из устройств, реализующем этот способ, в качестве общего гетеродина применен генератор синусоидальных колебаний с частотой, в „целое число раз большей частоты измер емы} колебаний, а в каналах обработки этихнапр жений перел клю чевыми детекторами включены преобразователи синусоидальных колебаний в острсжонечные импульсы. Этот способ характеризуетс низкой точностью измерений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс сп соб измерени сдвига фаз, по которо му измер ют сдвиг между двум сигна лами, умножают их частоту и измер ю фазовый сдвиг между сигналами умног Женной частоты, после чего угол фазового сдвига определ ют по формуле , , У1 h h -фазовый сдвиг до умножени частоты; -фазовый сдвиг на умноженной частоте; -коэффициент умножени час тоты; -целое число периодов умноженной частоты в фазовом двиге измер емой частоты . Устранение многозначности отсчета после умножени частоты в этом способе св зано с определением велиЧины V . Дл этого измер ют Ч и Y предел ют /k из соотнс иени (1). Так Ксчк Ч в системе грубого отсчета измер етс с погрешностью 1 2-3, то в реальных устройстд вах. . h( . Hf i 21С ult - Ul5 Дл однозначного определени фазоого сдвига величина Г, -; на быть меньше 1. Это накладывает граничени на выбор коэффициента умножени И , который в реальном устройстве равен 36. Однако точность измерени данным способом определ етс коэффициентом умножени У1 , который тесно св зан с точностью измерительной системы Грубого отсчета. Это вл етс недостатком рассмотренного способа йзмерени фазы.. -..--- ,.......,..,:-.: Цель изобретени ,- повышение точности измерени . Это достигаетс тем, что по спосо бу 7 оснсУванному ни пбследаёаРтШлЁйШ двоении частоты двух периодических сигналов, сравнивают разности фаз до И после удвоени частоты и сдвиг фаз определ ют как.сумму фазовых сдвигов Пропорциональных периодам удвоенных Частот, причем фазовый сдвиг; пропорциональный периоду соответствующей Удвоенной частоты, суммируют только В том случае, если при сравнении раз ность фаз после очередного удвоени меньше, чем до удвоени частоты. По данному способу измерение сдви га фйз осуществл етс путем сравнени фазовых сдвигов. Точность же операции сравнени определ етс чувствительностью измерительных схем к разности фаз. Это гарантирует высокую . точность измерений сдвига фаз по предлагаемому способу. На фиг. 1 приведена блок-схема ус ройства дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2, а-е временные диаграммы, по сн ющие сущность способа. Устройство, реализующее способ, содержит удвоители 1-8 частоты, коммутатор 9, блок сравнени сдвигов фаз, блок 11 формировани результата измерений и блок 12 управлени . На фиг. 2 показаны: а - опорное напр жение до удвоени частоты UOH UvrSin uji ; б -- измер емое напр же ние Ur-Umsiin(ii)t-v v), гдеЧ -Tt , в измер емое напр жение Us Uy, 5-1и («Jtгде Ча опорное напр жени UOH после удвоени частоты хии-Ь ; g- напр жение U/i после удвоени частоты и( ( ); е - напр жение Ua после удвоени частоты U j -U|TiSin tot+ 2.; синусоидаль ные сигналы изображены схематично: . на фиг, 2, е обоз начает измеренный фазовый сдвиг, Временные диаграммы а, б, г, д иллю стрируют случай, когда фазовый сдви Ч1( после удвоени большей, чем фа зовый сдвиг Чн до удвоени частоты . При этом фазовый сдвиг, пропо циональный периоду удвоенной частот ftie участвует в формировании результ та измерени . Временные диаграммы, а, в, г, е иллюстрируют случай, ког да фазовый сдвиг после удвоени меньше, чем фазовый сдвиг Д с5 удв6ёни частоты. В этом случае фазовый сдвиг, пропорциональный периоду уд767663 военной частоты, используетс при формировании результата измерени . Сущность способа состоит в следующем . При удвоении частоты опорного и измер емого периодических сигналов сдвиг фаз между сигналами удвоенной частоты также удваиваетс . При этом возможны два случа . Если сдвиг фаз до удвоени частоты меньше Tt радиан , то после удвоени частоты он по абсолютной величине больще, чем дЪ удвоени . Действительно, сдвиг фаз Ч между найр жени ми (диаграммы а и б) , равный , после удвоени частоты равен % (диаграммы г, д) . Если )хе сдвиг фаз до удвоени частоты больше или равен Ic , то после удвоени частоты он по абсолютной величине меньше,чем до удвоени . Так сдвиг фаз ifg между напр жени ми (диаграммы а, в), равный I г It ) после удвоени частоты равен J.-fc на удвоенной частоте (диаграммы ги е) . Это происходит потому, что если после удвоени частоты фазовый сдвиг Ч больше фазового сдвига ( до удвоени , то измер емый фазовый сдвиг равен некоторой части целого периода удвоенной частоты напр жени на диаграммах б-и д, где видно, что Ч., а если фазовь й сдвиг Ц) после удвоен1 частоты меньше фазового сдвига PJ до удвоени частоты, то измер емый фазовый сдвиг равен сумме целого периода удвоенной частоты и некоторой части целого периода (напр жени на диаграммах в и е), где видно , что Чд 2Ги + ЧзОтсюда следует, что если сигналы последовательно удваивать по частоте и вс кий раз сравнивать разности фаз до и после удвоени частоты, то по результатам сравнени можно определить , превышает ли фазовый сдвиг до удвоени целый период удвоенной частоты , и в случае превышени к результату измерени прибавить фазовый сдвиг, пропорциональный периоду соответствующей удвоенной частоты. Окончательный результат измерени , таким образом, будет представлен в виде суммы фазовых сдвигов;, пропорциональных периодам удвоенных частот, на которых в результате сравнени фазовый сдвиг оказалс меньше, чем до удвоени частот. В устройстве дл измерени сдвига фаз (фиг.1) в удвоители 1-8 частоты образуют две цепочки умножени ; 1,2, 3,4 - опорного сигнала и 5,6,7,8 измер емого сигнала. Удвоители частоты в каждой цепочке соединены последовательно (выход предыдущего с входом последующего) , причем выходы и входы всех удвоителей частоты соединены с входами коммутатора 9, выходы которого через блок 10 сравнени сдвигов фаз св заны с входом 11формировани результата измерени второй вход которого соединен с вых дом блока 12 управлени и с входом коммутатора 9. Устройство работает следующим образом. . По управл ющим сигналам из блока 12коммутатор 9 подает на вход блока 10 сравнени периодические сигна лы (опорный и измер емый) с входов и выходов соответствующих удвоителей частоты двух цепочек. На первом такте эти сигна;1ы поступают с входов удвоителей 1 и 5 частоты и с вы ходов этих же удвоителей частоты. Блок 10 вырабатывает сигнал коррекц +1, поступающий в блок 11 формирова ни результата измерений в том случае , если Ч-( т.е. если сдвиг фаз после удвоени частоты меньше/ чем до удвоени частоты. После прибавлени единицы в блок 11 формировани результата, содержимое блока 11 умножаетс на Два по сигналу из блока управлени . Если же .то в блоке 10 сигнал +1 не вырабатываетс и не поступает в блок 11, но содержимое блока 11 также умножаетс на два по сигналу их блока 12. Следующим тактом по сигналу из блока управлени коммутатор 9 подает на входы блока 10 сигналы с входом и выходов удвоителей 2 и 6 част ты, затем очередным тактом с удвоителей 3,7 и далее 4,8. В каждом так те содержимое блока 11 увеличиваетг с на 1, если ) М ..1 и вс кий раз умножаетс на два. На последнем такте работы устройства в блоке 11 формировани результата измерений будет, записана полна величина фазового сдвига. По данному способу, в отличие от известных способов измерени сдвига фаз с помощью умножени частоты периодических сигналов, определение сдвига фаз осуществл етс по результатам сравнени фазовых сдвигов до удвоени и после удвоени частоты периодических сигналов. Достоверность сравнени определ етс чувствительностью схемы сравнени сдвигов фаз, а так как чуствительНость по фазе в известных фазовых системах достаточно высока, то способ и устройство дл его осуществлени позвол ют определ ть угол фазового . сдвига с большей точностью, чем в известных фазометрах с умножением частоты сигналов, при использовании сравнительно простой аппаратуры. Повыление точности измерени угла фазового сдвига и упрощение устройства дл измерени фазового сдвига позвол )т повысить точность и упростить оборудование измерительных систем в автоматике и вычислительной технике, использующих фазовые методы при H3is«jeрении линейных и угловых величин. Формула изобретени Способ измерени сдвига фаз, основанньД на последовательном удвоении частоты ;цвух периодических сигналов, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени точности, сравнивают разности фаз до и после удвоени частоты и сдвиг фаз определ ют как сумму фазовых сдвигов, пропорциональных периодам удвоенных частот, причем фазовый СДВИГ, пропорциональный пе- . риоду соответствующей удвоенной частоты , суммируют только в тем случае, если йрй сравнении разность фаз после очередного удвоени меньше, чем до удвоени частоты.
Vui.f
.Voa-Omfiaut
.;..г.З